Ingeniero en biologia

PR-SSI ACTIVIDAD 9: EL APARATO RESPIRATORIO GUÍA DEL MAESTRO(A)

Nota: La siguiente actividad aparece en la Guía de los Maestros de sexto grado del programa PR-SSI. Queda a discreción del maestro utilizarla como exploración de los conceptos. Tiempo sugerido: 150 minutos Objetivos específicos: 1. 2. 3. 4. 5. Describir cómo funciona nuestro aparato respiratorio. Determinar volumen pulmonar.Determinar cuánto bióxido de carbono produce nuestro aparato respiratorio. Construir un modelo del aparato respiratorio. Diseñar un experimento para medir cantidad de CO2 producido.

Conceptos: Pulmones, intercambio de gases (CO2 – O2), difusión Procesos de la ciencia: Observación, medición, formulación de modelos. formulación de inferencias,

Método / Técnica de enseñanza: Aprendizaje cooperativoTrasfondo: El aparato respiratorio de los seres humanos y de otros mamíferos funciona de un modo similar. Durante la inhalación, el aire entra a los pulmones y durante la exhalación el aire sale de éstos. Cuando el aire entra a los pulmones, el intercambio de gases ocurre, en unas estructuras sumamente pequeñas llamadas alveolos. Los alveolos aumentan grandemente el área de intercambio de gases enlos pulmones. Si estos no tuvieran alveolos, su área sería sólo de dos pies cuadrados. El área de los pulmones es en realidad de 600 pies cuadrados debido a la presencia de los alveolos. Esto representa un área superficial de absorción de alrededor de 25 veces más grande que la piel. Los pulmones están localizados en la cavidad torácica. En la parte inferior de esta cavidad hay un músculo planollamado diafragma. Este músculo asume una curva hacia el interior de la cavidad torácica cuando está relajado (observe la Figura #1). Cuando el diafragma se contrae, se mueve hacia abajo y las costillas se levantan y se mueven hacia arriba ayudadas por los músculos intercostales. Este movimiento causa que la cavidad torácica aumente su volumen y disminuya su presión interna. Al ser la presiónatmosférica mayor que la presión interna, el aire entrará a los pulmones. Por

otro lado, cuando el diafragma se relaja, las costillas se colapsan y bajan y comprimen los pulmones y éstos se vacían en la exhalación. El mecanismo descrito es el único responsable de que se llenen los pulmones de aire ya que éstos no están conectados físicamente a ningún músculo. La Figura #1 resume los pasos delproceso de inhalación y exhalación. Cuando las personas fuman cigarrillos inhalan monóxido de carbono (CO), entre otras cosas. Este gas se pega a las moléculas sanguíneas (hemoglobina) y reduce la capacidad de transporte de oxígeno que éstas tienen. Es por eso que la cantidad de oxígeno que llega al corazón disminuye y si la reducción es severa, puede ocurrirle un ataque al corazón al fumador. Esta esuna de las razones por la cual deben familiarizarse con tu sistema respiratorio. Discuta este aspecto con sus estudiantes al final de la actividad. Figura 1 Inhalación y exhalación

El aire es mayormente una mezcla de gases: N2 (78%), O2 (21%) y CO2 (0.04%). Cuando inhalamos, llevamos a los pulmones un volumen de aire que mantiene esta proporción; sin embargo, cuando exhalamos la proporción deO2 y CO2 es de 14.6% y 4.0%, respectivamente. Gran cantidad del oxígeno se queda en los pulmones y gran cantidad de CO2 sale de los pulmones. Este intercambio de gases ocurre en los alveolos los cuales tienen paredes delgadas del diámetro de una sola célula aplanada. Rodeando los alveolos, hay redes de capilares a las cuales llega la sangre desoxigenada. El O2 se difunde de los alveolos a lasangre en los capilares y el CO2 se difunde de la sangre en los capilares a los alveolos (Ver figura 2). En una parte de esta actividad se utiliza bromotimol azul, el cual es una sustancia química que cambia de color en la amplitud de pH de 6.0 a 7.6. En el pH 6.0 es de color amarillo y en el de 7.6 es color azul. Cuando exhalamos aire con CO2 dentro de una solución de bromotimol azul, éste va...